Question

【題目】某同學(xué)驗(yàn)證動能定理的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細(xì)沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點(diǎn)間的距離．滑塊與導(dǎo)軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度．

（1）該同學(xué)首先用游標(biāo)卡尺測量了遮光片的寬度，如下圖所示，遮光片的寬度d＝____ cm．

（2）該同學(xué)首先調(diào)整導(dǎo)軌傾角，易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)沙，用輕繩通過滑輪連接在滑塊上．讓滑塊恰好在A點(diǎn)靜止．剪斷細(xì)繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為____．

（3）為驗(yàn)證從A→B過程中小車合外力做功與滑塊動能變化的關(guān)系，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為__ __（用題目中所給的物理量符號表示）．

Answer 1

【答案】（1）1．14，（2）mg，（3）mgL＝M

【解析】

試題分析：（1）寬度d＝（11＋0．4）mm＝11．4 mm＝1．14 cm；

（2）由于滑塊在A點(diǎn)靜止，因此滑塊的下滑分力等于易拉罐及細(xì)沙的總重力mg，又由于斜面與滑塊間無摩擦，因此滑塊下滑時，其受到的合外力等于mg；

（3）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該驗(yàn)證mgL＝Mv2，而到達(dá)B點(diǎn)時的速度v＝，代入可得mgL＝M．